JP2005159945A - Circularly polarized antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はGPSアンテナ等に使用して好適なパッチ型の円偏波型アンテナ装置に関する。 The present invention relates to a patch-type circularly polarized antenna device suitable for use in a GPS antenna or the like.
図6は従来の円偏波型アンテナ装置の斜視図であり、次に、従来の円偏波型アンテナ装置の構成を図6に基づいて説明すると、板厚の大きな絶縁材からなる誘電体基板51の下面には、パターニングされた接地導体52が設けられると共に、誘電体基板51の上面には、パターニングされた放射導体53が設けられている。
FIG. 6 is a perspective view of a conventional circularly polarized antenna device. Next, the configuration of the conventional circularly polarized antenna device will be described with reference to FIG. 6. A dielectric substrate made of an insulating material having a large plate thickness. A patterned
また、放射導体53は、略正方形状を有して、一辺から突出する給電部54を有すると共に、対向する隅部には、円偏波用カット部53aが設けられて、従来の円偏波型アンテナ装置が形成されている。(例えば、特許文献1参照)
The
しかし、このような従来の円偏波型アンテナ装置は、誘電体基板51による誘電体損失によってアンテナ効率が低下し、また、放射導体53は四角形状となっているため、全体が大きくなって、小型化に適さないものであった。
However, in such a conventional circularly polarized antenna device, the antenna efficiency is reduced due to the dielectric loss due to the
従来の円偏波型アンテナ装置は、誘電体基板51による誘電体損失によってアンテナ効率が低下し、また、放射導体53は四角形状となっているため、全体が大きくなって、小型化に適さないという問題がある。
The conventional circularly polarized antenna device has a reduced antenna efficiency due to dielectric loss due to the
そこで、本発明は放射導体板を小型化でき、誘電体損失も少なく、性能の良好な円偏波型アンテナ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a circularly polarized antenna device that can reduce the size of a radiating conductor plate, reduce dielectric loss, and has good performance.
上記課題を解決するための第1の解決手段として、接地導体上に設けられた誘電体基板と、この誘電体基板上に設けられ、前記接地導体に対向してコンデンサを形成する複数の電極と、前記誘電体基板上に所定の間隔を隔てて配置された金属板からなる放射導体板と、この放射導体板の複数箇所から前記誘電体基板側に折り曲げられた複数の脚片とを備え、前記放射導体板は、中心を通って直交する方向に発生する2つの第1,第2の電気長を異にすると共に、前記脚片は、前記放射導体板の中心を通り、互いに直交する第1,第2の線上の前記放射導体板の中心部を除く箇所において、前記第1,第2の線上のそれぞれに2個ずつ設けられた4個の前記脚片を有し、前記脚片のそれぞれは、個々の前記電極に接続されると共に、前記第1の線上に設けられた2個の前記脚片が接続される前記電極の面積と、前記第2の線上に設けられた2個の前記脚片が接続される前記電極の面積を等しくした構成とした。 As a first means for solving the above problems, a dielectric substrate provided on a ground conductor, and a plurality of electrodes provided on the dielectric substrate and forming a capacitor facing the ground conductor; A radiation conductor plate made of a metal plate arranged at a predetermined interval on the dielectric substrate, and a plurality of leg pieces bent toward the dielectric substrate from a plurality of locations of the radiation conductor plate, The radiating conductor plate has two first and second electrical lengths generated in directions orthogonal to each other through the center, and the leg pieces pass through the center of the radiating conductor plate and are orthogonal to each other. In the place except for the central part of the radiation conductor plate on the first and second lines, there are four leg pieces each provided on the first and second lines. Each is connected to an individual said electrode and said first The area of the electrode to which the two leg pieces provided above are connected is equal to the area of the electrode to which the two leg pieces provided on the second line are connected. .
また、第2の解決手段として、四角形状の前記放射導体板には、一つの対角線上に位置する角部に切り落とし部が設けられて、前記放射導体板に発生する前記第1,第2の電気長を異ならしめた構成とした。
また、第3の解決手段として、四角形状の前記放射導体板には、一つの対角線上に位置し、前記放射導体板の中心と角部との間に孔が設けられて、前記放射導体板に発生する前記第1,第2の電気長を異ならしめた構成とした。
Further, as a second solution, the rectangular radiation conductor plate is provided with a cut-off portion at a corner located on one diagonal, and the first and second generated in the radiation conductor plate. The electrical length was made different.
Further, as a third solving means, the rectangular radiating conductor plate is located on one diagonal line, and a hole is provided between a center and a corner of the radiating conductor plate, and the radiating conductor plate The first and second electric lengths generated in the above are made different.
また、第4の解決手段として、前記接地導体が前記放射導体板よりも大きな金属板からなる接地導体板で形成された構成とした。
また、第5の解決手段として、4個の前記脚片は、前記放射導体板の中心からの距離が等しい位置に設けられた構成とした。
As a fourth solution, the ground conductor is formed of a ground conductor plate made of a metal plate larger than the radiation conductor plate.
Further, as a fifth solving means, the four leg pieces are provided at the same distance from the center of the radiation conductor plate.
また、第6の解決手段として、前記脚片が前記放射導体板の外周縁に沿って設けられた構成とした。
また、第7の解決手段として、前記脚片が前記放射導体板の外周縁よりも中心寄りの位置に設けられた構成とした。
また、第8の解決手段として、回路基板を有し、この回路基板は、電子部品が搭載された前記誘電体基板で構成された。
As a sixth solving means, the leg piece is provided along the outer peripheral edge of the radiation conductor plate.
As a seventh solution, the leg piece is provided at a position closer to the center than the outer peripheral edge of the radiation conductor plate.
Further, as an eighth solving means, a circuit board is provided, and the circuit board is constituted by the dielectric substrate on which electronic components are mounted.
本発明の円偏波型アンテナ装置は、接地導体上に設けられた誘電体基板と、この誘電体基板上に設けられ、接地導体に対向してコンデンサを形成する複数の電極と、誘電体基板上に所定の間隔を隔てて配置された金属板からなる放射導体板と、この放射導体板の複数箇所から誘電体基板側に折り曲げられた複数の脚片とを備え、放射導体板は、中心を通って直交する方向に発生する2つの第1,第2の電気長を異にすると共に、脚片は、放射導体板の中心を通り、互いに直交する第1,第2の線上の放射導体板の中心部を除く箇所において、第1,第2の線上のそれぞれに2個ずつ設けられた4個の脚片を有し、脚片のそれぞれは、個々の電極に接続されると共に、第1の線上に設けられた2個の脚片が接続される電極の面積と、第2の線上に設けられた2個の脚片が接続される電極の面積を等しくした構成とした。
このように、電極と接地導体とによってコンデンサが形成されているため、共振周波数が低くなって、放射導体板の小型化が図れる。
また、脚片に接続される電極の面積が等しく、放射導体板における2つの第1,第2の電気長を異ならしめて、円偏波を得るようにしたため、その構成が簡単で、生産性の良好なものが得られる。
また、誘電体基板は、回路基板のような薄い板厚のもので良いため、誘電体損失の影響を極力抑えることができ、性能の良好なものが得られると共に、脚片を電極に半田付けするだけで、放射導体板の取付と、電極への接続ができて、生産性が良く、安価なものが得られる。
A circularly polarized antenna device according to the present invention includes a dielectric substrate provided on a ground conductor, a plurality of electrodes provided on the dielectric substrate and forming a capacitor facing the ground conductor, and the dielectric substrate. A radiating conductor plate made of a metal plate disposed at a predetermined interval on the radiating conductor plate, and a plurality of leg pieces bent toward the dielectric substrate from a plurality of locations of the radiating conductor plate. The two first and second electrical lengths generated in the directions orthogonal to each other are different, and the leg pieces pass through the center of the radiation conductor plate and radiate conductors on the first and second lines orthogonal to each other. Except for the central part of the plate, it has four leg pieces, two on each of the first and second lines, each leg piece being connected to an individual electrode, The area of the electrode to which the two leg pieces provided on the first line are connected, and the second line Two leg provided is a structure in which equal the area of the electrodes to be connected.
Thus, since the capacitor is formed by the electrode and the ground conductor, the resonance frequency is lowered, and the radiation conductor plate can be reduced in size.
In addition, since the areas of the electrodes connected to the leg pieces are equal, and the two first and second electric lengths of the radiating conductor plate are made different to obtain circularly polarized waves, the configuration is simple and the productivity is improved. A good one is obtained.
In addition, since the dielectric substrate may be as thin as a circuit board, the influence of dielectric loss can be suppressed as much as possible, and a good performance can be obtained, and the leg pieces are soldered to the electrodes. By simply doing this, the radiation conductor plate can be attached and connected to the electrode, and a product with good productivity and low cost can be obtained.
また、四角形状の放射導体板には、一つの対角線上に位置する角部に切り落とし部が設けられて、放射導体板に発生する第1,第2の電気長を異ならしめたため、その構成が簡単で、生産性の良好なものが得られる。 Further, the rectangular radiation conductor plate is provided with a cut-off portion at a corner located on one diagonal line, and the first and second electric lengths generated in the radiation conductor plate are made different. A simple product with good productivity can be obtained.
また、四角形状の放射導体板には、一つの対角線上に位置し、放射導体板の中心と角部との間に孔が設けられて、放射導体板に発生する第1,第2の電気長を異ならしめたため、その構成が簡単で、生産性の良好なものが得られる。 Further, the rectangular radiating conductor plate is located on one diagonal line, and a hole is provided between the center and the corner of the radiating conductor plate, so that the first and second electric power generated in the radiating conductor plate are formed. Since the lengths are made different, the structure is simple and a product with good productivity can be obtained.
また、接地導体が放射導体板よりも大きな金属板からなる接地導体板で形成されたため、接地導体板は、鉄板等の安価な金属板が使用できて、安価なものが得られる。 Further, since the ground conductor is formed of a ground conductor plate made of a metal plate larger than the radiation conductor plate, an inexpensive metal plate such as an iron plate can be used as the ground conductor plate, and an inexpensive one can be obtained.
また、4個の脚片は、放射導体板の中心からの距離が等しい位置に設けられたため、放射導体板の中心から脚片の先端までの距離を等しくできて、電気的な特性を安定させることができる。 Further, since the four leg pieces are provided at the same distance from the center of the radiation conductor plate, the distance from the center of the radiation conductor plate to the tip of the leg piece can be made equal, and the electrical characteristics are stabilized. be able to.
また、脚片が放射導体板の外周縁に沿って設けられたため、面積の広い放射導体板が得られる。 Further, since the leg pieces are provided along the outer peripheral edge of the radiation conductor plate, a radiation conductor plate having a large area can be obtained.
また、脚片が放射導体板の外周縁よりも中心寄りの位置に設けられたため、折り曲げ片からなる脚片は、放射導体板の外周縁からの切り曲げによって形成できて材料取りが良く、安価なものが得られる。 In addition, since the leg piece is provided at a position closer to the center than the outer peripheral edge of the radiating conductor plate, the leg piece made of a bent piece can be formed by cutting from the outer peripheral edge of the radiating conductor plate, and the material is good and inexpensive. Can be obtained.
また、回路基板を有し、この回路基板は、電子部品が搭載された誘電体基板で構成されたため、回路基板は、放射導体板と接地導体板の間に配置できて、スペースファクタが良く、小型化が図れる。 It also has a circuit board, and this circuit board is composed of a dielectric board on which electronic components are mounted. Therefore, the circuit board can be placed between the radiating conductor plate and the ground conductor plate, has a good space factor, and is downsized. Can be planned.
本発明の円偏波型アンテナ装置の図面を説明すると、図1は本発明の円偏波型アンテナ装置の第1実施例に係る平面図、図2は図1の2−2線における断面図、図3は図2の3−3線における断面図、図4は本発明の円偏波型アンテナ装置の第1実施例に係る接地導体板の平面図、図5は本発明の円偏波型アンテナ装置の第2実施例に係る平面図である。 FIG. 1 is a plan view according to a first embodiment of the circularly polarized antenna device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a plan view of the ground conductor plate according to the first embodiment of the circularly polarized antenna device of the present invention, and FIG. 5 is the circularly polarized wave of the present invention. It is a top view which concerns on 2nd Example of a type | mold antenna apparatus.
次に、本発明の円偏波型アンテナ装置の第1実施例の構成を図1〜図4に基づいて説明すると、接地導体である金属板からなる接地導体板1は、特に図4に示すように、四方の位置で、上方に向かって折り曲げられた折曲片1aと、この折曲片1aに隣接した位置を含む複数の箇所に設けられた逃げ孔1bを有する。
Next, the configuration of the first embodiment of the circularly polarized antenna device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. A
四角形をなした回路基板2は、絶縁板からなる誘電体基板3と、この誘電体基板3に設けられた配線パターン4と、誘電体基板3の四隅部分に設けられた複数の第1、第2,第3,第4の電極5a、5b、5c、5dを有する。
The
そして、第1〜第4の電極5a〜5dの面積は、等しく形成されているていると共に、誘電体基板3には、第1〜第5の電極5a〜5dを含む複数の箇所に設けられた貫通孔3aを有する。
The areas of the first to
そして、回路基板2には、誘電体フイルタ等を含む電子部品6が搭載されて、マッチング回路、フイルタ回路、増幅回路等からなる所望の電気回路が形成されている。
このような回路基板2は、折曲片1aが貫通孔3aに挿通された状態で、回路基板2の下面が接地導体板1上に載置されて、折曲片1aが配線パターン4に半田付けされて、回路基板2が折曲片1aによって支持されている。
An
In such a
また、回路基板2が接地導体板1上に取り付けられた際、第1〜第4の電極5a〜5dは、誘電体基板3を挟んで接地用導体板1と対向して、それぞれコンデンサが形成された状態となる。
Further, when the
略正方形状(四角形状)の金属板からなる放射導体板7は、特に図1に示すように、中心Cを通って互いに直交する第1,第2の線S1,S2の内で、第1の線S1上(一つの対角線上)に位置する角部に設けられた円偏波用の切り落とし部8と、下方に切り曲げされた折り曲げ片からなる一つの給電部9を有する。
As shown particularly in FIG. 1, the
そして、給電部9は、第1,第2の線S1,S2に対して45度ずれた位置あると共に、第1,第2の線S1,S2方向が電界方向となると共に、この第1の線S1方向には、第1の電気長が発生し、また、第2の線S2方向には、第2の電気長が発生して、放射導体板7における第1,第2の電気長が異なるようになっており、第1の電気長が第2の電気長よりも小さくなっている。
The
また、放射導体板7は、中心Cを通り、互いに直交する第3,第4の線S3,S4上に位置で、中心部を除く箇所で、第3,第4の線S3,S4上の外周縁までの間に設けられた4個の脚片10a、10b、10c、10dを有する。
この第3,第4の線S3,S4は、第1,第2の線S1,S2に対して45度ずれた状態となっている。
The
The third and fourth lines S3 and S4 are shifted by 45 degrees with respect to the first and second lines S1 and S2.
この4個の脚片10a〜10dは、中心Cからの距離が等しい位置で、下方に折り曲げられて形成されると共に、外周縁7aよりも中心C寄りの位置に設けられている。
また、放射導体板7の電界強度は、第1,第2の線S1,S2上の外周部における箇所が強い状態となっているが、脚片10a〜10dは、第1,第2の線S1,S2から離れて電界強度が比較的弱い箇所に設けられた状態となっている。
The four
Further, the electric field strength of the
なお、この実施例では、脚片10a〜10dが外周縁7aよりも中心C寄りの位置に設けられたもので説明したが、脚片10a〜10dが外周縁7aに沿って設けられたものでも良い。
In this embodiment, the
そして、放射導体板7は、給電部9の先端部の凸部、及び、脚片10a〜10dの先端部の凸部が誘電体基板3の貫通孔3aに挿通され、給電部9が配線パターン4に半田付けされると共に、脚片10a〜10dのそれぞれは、個々の第1〜第4の電極5a〜5dに半田付けされる。
The radiating
この時、第1〜第4の電極5a〜5dは、誘電体基板3を挟んで接地導体板1と対向して、コンデンサが形成されると共に、脚片10a〜10dと給電部9は、逃げ孔1bによって接地導体板1と導通しないようになっている。
At this time, the first to
このようにして回路基板2に取り付けられた放射導体板7は、接地導体板1と回路基板2に所定の間隔を隔てて平行な状態で配置されると共に、放射導体板7の第1の電気長は、第1の線S1上の放射導体板7の長さと、第1,第2の電極5a、5bによるコンデンサの容量の大きさで決められ、また、放射導体板7の第2の電気長は、第2の線S2上の放射導体板7の長さと、第3,第4の電極5c、5dによるコンデンサの容量の大きさで決められる。
The radiating
この実施例では、第1〜第4の電極5a〜5dで形成されるコンデンサの容量は等しくなっているが、放射導体板7に生じる第1,第2の電気長が異なるため、第1,第2の線S1,S2での第1,第2の電気長の差が生じているため、円偏波型アンテナ装置が得られるようになっている。
In this embodiment, the capacities of the capacitors formed by the first to
また、放射導体板7が取り付けられた際、下部全体には、放射導体板7より面積の大きな接地導体板1が存在すると共に、放射導体板7と接地導体板1との間には、放射導体板7の平面領域内に回路基板2が位置した状態となっている。
そして、第1,第2の線S1,S2上の放射導体板7の長さと、第1〜第4の電極5a〜5dの容量を設けることによって、周波数を低くできて、円偏波型アンテナ装置の小型化が図れる。
When the radiating
By providing the length of the
また、図5は本発明の円偏波型アンテナ装置の第2実施例を示し、この第2実施例の構成を説明すると、この第2実施例の放射導体板7は、中心Cを通る第2の第2の線S2上で、中心Cと角部との間に孔7bが設けられて、放射導体板7における第1,第2の電気長が異なるようになっており、孔7bを設けることによって、第2の電気長が第1の電気長よりも大きくしたものである。
FIG. 5 shows a second embodiment of the circularly polarized antenna device according to the present invention. The configuration of the second embodiment will be described. The
その他の構成は、上記第1実施例と同様であり、同一部品に同一番号を付して、ここではその説明を省略する。 Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted here.
なお、上記実施例では、一つの給電部を設けたもので説明したが、二つの給電部を設けたものでも良いこと勿論である。 In the above-described embodiment, the description has been given of the case where one power feeding unit is provided. However, it is needless to say that two power feeding units may be provided.
1:接地導体板(接地導体)
1a:折曲片
1b:逃げ孔
2:回路基板
3:誘電体基板
3a:貫通孔
4:配線パターン
5a:第1の電極
5b:第2の電極
5c:第3の電極
5d:第4の電極
6:電子部品
7:放射導体板
7a:外周縁
8:切り落とし部
9:給電部
10a:脚片
10b:脚片
10c:脚片
10d:脚片
C:中心
S1:第1の線
S2:第2の線
S3:第3の線
S4:第4の線
1: Ground conductor plate (ground conductor)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
The circularly polarized antenna device according to claim 1, further comprising a circuit board, the circuit board being configured by the dielectric substrate on which electronic components are mounted.
Priority Applications (1)
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JP2003398602A JP2005159945A (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Circularly polarized antenna device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7893879B2 (en) | 2006-09-21 | 2011-02-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Antenna apparatus |
-
2003
- 2003-11-28 JP JP2003398602A patent/JP2005159945A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7893879B2 (en) | 2006-09-21 | 2011-02-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Antenna apparatus |
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